示波器怎么調(diào)分辨率？垂直分辨率的概念用數(shù)字示波器測(cè)量模擬信號(hào)的第一步是用ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)將探頭接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，ADC s數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片直接決定了示波器在垂直方向的采樣精度。例如，如

示波器怎么調(diào)分辨率？

垂直分辨率的概念

用數(shù)字示波器測(cè)量模擬信號(hào)的第一步是用ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)將探頭接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，ADC s數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片直接決定了示波器在垂直方向的采樣精度。例如，如果ADC是8位的，則垂直方向上的信號(hào)可以分成256個(gè)2的冪段，從00000000到1111111。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的垂直分辨率是數(shù)字示波器的垂直分辨率，代表示波器將輸入電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的精度。

什么決定了數(shù)字示波器顯示的垂直分辨率？

優(yōu)先級(jí)從高到低

1.前端ADC的分辨率

2.顯示屏的分辨率:它決定了可以顯示多少經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)。比如ADC雖然在垂直方向可以顯示256段，但是顯示屏的分辨率在垂直方向可能只有240像素，所以有些點(diǎn)會(huì)合并成一個(gè)像素進(jìn)行顯示。

3.插值算法:在實(shí)際的示波器中，上面顯示的像素不一定是實(shí)際采樣產(chǎn)生的，有些是插值算法計(jì)算出來(lái)的虛點(diǎn)。好的插值算使插值點(diǎn)和實(shí)際點(diǎn)之間的差異變小。

垂直精度

當(dāng)我們用同一個(gè)示波器在不同的垂直檔位測(cè)量同一個(gè)信號(hào)時(shí)，測(cè)得的結(jié)果往往是不一樣的。

例如，如果我們測(cè)量2V的方波信號(hào)，當(dāng)垂直檔位為2V時(shí)，測(cè)得的幅度可能是1.960V。

當(dāng)垂直檔位為500mV時(shí)，測(cè)得的振幅為1.980V v。

為什么會(huì)這樣？因?yàn)樯婕暗酱怪狈直媛实膯?wèn)題，所以假設(shè)當(dāng)垂直檔位為500mV/div時(shí)，示波器的垂直分辨率由ADC的分辨率決定，即(500mV*10)/25619.531mV，即ADC無(wú)法分辨小于19.531mV的電壓信號(hào)，測(cè)量同樣的信號(hào)時(shí)，當(dāng)垂直檔位為2V/div時(shí)，ADC能分辨的信號(hào)為(2000mV*10)/25678.125mV，信號(hào)更小ADC位數(shù)越高，量化誤差會(huì)越小，但只能無(wú)限減小，無(wú)法消除。

所以我們?cè)跍y(cè)量波形的時(shí)候，要盡量讓波形占據(jù)示波器屏幕，這樣才能提高垂直精度，讓測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。

通過(guò)改變算法來(lái)提高分辨率

數(shù)字示波器中ADC的位數(shù)越高，垂直分辨率越高，這是由硬件決定的，一旦確定就不能改變。但是示波器整個(gè)系統(tǒng)的分辨率與前者不同，我們可以通過(guò)軟件來(lái)提高分辨率。

目前，大多數(shù)示波器提高ADC采樣后分辨率最常用的方法是采用 "平均 "方法。

在平均采樣模式下，您可以先設(shè)置一個(gè)平均數(shù)n，然后示波器將將采集到的N個(gè)波形按照觸發(fā)位置對(duì)齊，對(duì)N個(gè)波形進(jìn)行平均，最終得到一個(gè)平均波形。

這種采樣方法在不損失帶寬的情況下降低了隨機(jī)噪聲，示波器系統(tǒng)的分辨率將得到提高。然而，平均模式將需要很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)響應(yīng)變化的波形，以犧牲示波器的速度為代價(jià)來(lái)?yè)Q取更高的分辨率。而且由于其處理方法的特殊性，決定了其適用的波形信號(hào)只能是周期信號(hào)。

摘要

示波器顯示屏在垂直方向上的分辨率是有限的。另外，測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)，幅度本身就不準(zhǔn)確，在上限頻率處甚至有30%的誤差。而且垂直分辨率太高會(huì)增加模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間，影響采樣率，進(jìn)而影響帶寬，得不償失。一般示波器的垂直分辨率是8位，高分辨率示波器是12位。如果示波器本身的模擬電路精度沒(méi)有提高，單純追求ADC的分辨率是沒(méi)有意義的。如果追求電壓的準(zhǔn)確性，就要用萬(wàn)用表。示波器的主要作用是觀察波形的形狀，測(cè)量精度一般在2%以內(nèi)，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是完全舒適的。

高精度示波器的使用方法？

波導(dǎo)管和電源系統(tǒng)

1)電源:示波器的主電源開(kāi)關(guān)。按下此開(kāi)關(guān)時(shí)，電源指示燈亮起，表示電源已接通。

2)強(qiáng)度:旋轉(zhuǎn)該旋鈕可以改變光點(diǎn)和掃描線的亮度。觀察低頻信號(hào)時(shí)可以小一些，觀察高頻信號(hào)時(shí)可以大一些。

3)聚焦:聚焦旋鈕調(diào)節(jié)電子束的橫截面，使掃描線聚焦到最清晰的狀態(tài)。

4)亮度:該旋鈕調(diào)節(jié)熒光屏后面照明燈的亮度。在正常的室內(nèi)光線下，最好調(diào)暗燈光。在室內(nèi)光線不足的環(huán)境下，可以適當(dāng)打開(kāi)照明燈。

2.熒光屏

電壓值和時(shí)間值可以通過(guò)將被測(cè)信號(hào)在屏幕上所占的方塊數(shù)乘以一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤?shù)(V/DIV，TIME/DIV)得到。根據(jù)輸入通道的選擇，將示波器探頭插入相應(yīng)通道的插座，示波器探頭上的地與被測(cè)電路的地相連，示波器探頭接觸被測(cè)點(diǎn)。示波器探頭上有一個(gè)雙位開(kāi)關(guān)。當(dāng)這個(gè)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到 "X1 "位置，被測(cè)信號(hào)不衰減地送到示波器，從熒光屏上讀出的電壓值就是信號(hào)的實(shí)際電壓值。當(dāng)這個(gè)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到 "X10 "位置，被測(cè)信號(hào)被衰減到1/10，然后送到示波器。信號(hào)的實(shí)際電壓值是從熒光屏上讀取的電壓值乘以10。

3.垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)和水平偏轉(zhuǎn)系數(shù)

每個(gè)波段開(kāi)關(guān)上通常有一個(gè)小旋鈕，用于微調(diào)每個(gè)波段的垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，它就在 "校準(zhǔn)和校準(zhǔn)位置。此時(shí)，垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)值與波段開(kāi)關(guān)指示的數(shù)值一致。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)該旋鈕，微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)。微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)后，將導(dǎo)致與應(yīng)注意，波段開(kāi)關(guān)的指示值不一致。CAL是示波器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，專門用于校準(zhǔn)示波器的時(shí)基和垂直偏轉(zhuǎn)因子。示波器前面板上的位置旋鈕調(diào)節(jié)信號(hào)波形在屏幕上的位置。

4.輸入通道和輸入耦合選擇

1)輸入通道選擇-至少有三種輸入通道選擇方法:通道1(CH1)、通道2(CH2)和雙通道。

選擇通道1時(shí)，示波器只顯示通道1的信號(hào)；當(dāng)選擇通道2時(shí)，示波器只顯示通道2的信號(hào)；當(dāng)選擇雙通道時(shí)，示波器同時(shí)顯示通道1和通道2的信號(hào)。在維護(hù)中，通道1或通道2是最常見(jiàn)的選擇。

2)輸入耦合模式輸入耦合模式-交流、GND和DC。

5.引發(fā)

(1)正常:當(dāng)沒(méi)有信號(hào)且屏幕上沒(méi)有顯示信號(hào)時(shí)，配合電平控制會(huì)顯示穩(wěn)定的波形。

(2)自動(dòng):無(wú)信號(hào)時(shí)，屏幕上顯示的軌跡會(huì)在有信號(hào)時(shí)配合電平控制顯示穩(wěn)定的波形。

(3)電視場(chǎng):用于顯示電視場(chǎng)信號(hào)。

(4) P-PAUTO:無(wú)信號(hào)時(shí)，當(dāng)屏幕顯示的軌跡上有信號(hào)時(shí)，無(wú)需調(diào)整電平即可獲得穩(wěn)定的波形顯示。

6.掃描模式

有三種掃描模式:自動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)和單一。

示例:振幅和頻率的測(cè)量方法(以示波器校準(zhǔn)信號(hào)為例)

(1)將示波器探頭插入通道1的插孔，并將探頭上的衰減設(shè)置為 "1 "。

(2)將通道選擇設(shè)置為CH1，將耦合模式設(shè)置為DC。

(3)將探針探頭插入校準(zhǔn)信號(hào)源的小孔中，此時(shí)示波器屏幕上出現(xiàn)一條光跡。

(4)調(diào)節(jié)垂直旋鈕和水平旋鈕，使屏幕上顯示的波形穩(wěn)定，并將垂直微調(diào)和水平微調(diào)置于校準(zhǔn)位置。

(5)讀出波形圖在垂直方向所占的網(wǎng)格數(shù)，乘以垂直衰減旋鈕的指示值，得到校準(zhǔn)信號(hào)的幅度。

(6)讀取波形的每個(gè)周期在水平方向上所占的平方數(shù)乘以水平掃描旋鈕的指示值，以獲得校準(zhǔn)信號(hào)的周期(周期的倒數(shù)為頻率)。

(7)一般校準(zhǔn)信號(hào)的頻率為1kHz，幅度為0.5V，用于校準(zhǔn)示波器內(nèi)部掃描振蕩器的頻率。如果不正常，調(diào)整示波器(內(nèi)部)相應(yīng)的電位器，直到一致。